第7章过程通道总结

▪ D0～D7 ：8位数据输入端，通常与CPU数据总线相连，用 于接收待转换的数字量。
▪ ILE ：输入寄存器锁存允许信号，高电平有效。
▪ CS ：芯片选择信号，低电平有效。
▪ WR1 ：输入寄存器写控制信号，低电平有效。
▪ WR2
：DAC寄存器写控制信号，低电平有效。
▪ XFER ：数据传输控制信号，低电平有效。
A
Iout2
＋
WR
WR1
WR2
锯齿波程序：
ORG 0100H
MOV
R0，#0FEH ；输入寄存器地址
CLR
A
；转换初值
LOOP： MOVX @R0，A ；D/A转换
INC A
；转换值增量
NOP
；延时
NOP
NOP
SJMP LOOP
END
三角波程序：
ORG 0100H
MOV R0，#0FEH
CLR A
第七章 过程通道
概述
在计算机控制系统中，为了实现对生产过程的 控制，必须把现场的各种测试参数，如T、P、F等连 续变化的物理量或开关量，转换为计算机可识别的 数字量输入到计算机进行数据处理。处理结果又必 须转换为电压或电流 ，以推动执行机构工作。因此 在计算机和生产过程之间，必须设置信息传递和变 换装置，这个装置称为过程输入/输出通道。
▪ Vcc ：芯片工作电源。
▪ DGND ：模拟信号地。
▪ AGND ：数字信号地。
2 DAC0832的输出方式
VREF Rfb
DI Iout1
Iout2
AGND
_
A
+
Vout
单极性电压输出
Vout＝－Iout1×Rfb ＝－（D/28）×VREF
设 VREF＝－5V D＝FFH＝255时，最大输出电压： Vmax＝（255/256）×5V＝4.98V D＝00H时，最小输出电压： Vmin＝（0/256）×5V＝0V D＝01H时，一个最低有效位（LSB）电
压：
VLSB＝（1/256）×5V＝0.02V
VREF DI Rfb
Iout1
Iout2
AGND
R2（2R）R3（2R）
_ A1
+
R1（R） _
Vout1
A2
+
Vout2
双极性电压输出
Vout2＝[（D－27）/27）]×VREF
设 VREF＝5V D＝FFH＝255时，最大输出电压： Vmax＝[（255－128）/128]×5V＝4.96V D＝00H时，最小输出电压： Vmin＝[（0－128）/128]×5V＝－5V D＝81H＝129时，一个最低有效位电压： VLSB＝[（129－128/128]×5V＝0.04V
信息种类
信息来源
通道类型
开关量输入
阀门的开、关，接点的通、断， 电平的高、低
数字量 数据数码 各类数字传感器、控制器等 脉冲量输入 长度、转速、流量测定转换等
数字量输入通 道
中断输入 操作人员请求、过程报警等
模拟量 电流信号 压力、温度、液位、湿度、速 模拟量输入通
电压信号 度、质量、位移等
道
信息 来源
▪ VREF：参考电压输入，要求外部接一个精密的电源，电压范 围：-10V～+10V。
▪ Rfb ：内部反馈电阻引出端，可以直接连接外部运算放大器的 输出端。
▪ Iout1 ：模拟电流输出端1，当输入数据为全1时，输出电流 最大；当输入数据为全0时，输出电流为0。
▪ Iout2 ：模拟电流输出端2，与Iout1之和为常数。
；置下降段初值
DOWN：MOVX @R0，A ；线性下降段
INC A
JNZ DOWN MOV A，#0FEH UP：MOVX @R0，A
3 DAC0832 的工作方式及与MCS-51的 接口
工作方式：直通、单缓冲、双缓冲
例：根据下图分别输出锯齿波、三角波及方波信号。 设选通地址为FEH。
DAC0832
ALE P0
锁
译
VREF
+5V
存 器
码 器
FEH CS
MCS-51 单
XFER
Vout
+5V
Rfb
片
ILE
机
Iout1
－_
D0～D7
2）根据输出端是串口还是并口，可以分为串行输出型和并 行输出型。
3）根据内部是否有锁存器，可以分为无锁存器型和带锁存 器型。
4）根据能否进行乘法运算，可以分为乘算型和非乘算型。
7.2.1 DAC的性能指标
1. 分辨率：是D/A转换器对输入量变化敏感程度的描述。 2. 转换精度：实际模拟输出和理论值的接近程度。 3. 非线性误差 ：是指实际转换特性曲线与理想转换特性
现
场
的
信 号
采样/保持器
A/D 转换
A/D 转换
I/O 接口 电路
CPU
2、共享转换结构
信号处理 信号处理
信号处理
多 放大器 路 开 关
S/H
A/D
逻辑控制
I/O 接口 电路
CPU
7.1.2 模拟量输出通道结构
输出通道的一般结构： 1、多通道独立D/A转换形式
CPU
I/O 接口 电路
D/A转换 D/A转换
计
算 机 输 出
数 字 量
的
输出驱动
输出信息 种类
阀门的开、关，触点的通、
断，电机的启、停等
开关量
数字量（数字设备）
数字量
执行器（电动、气动、液 压执行器械）
电压或 电流
通道类型
数字量 输出通道
模拟量 输出通道
7.1.1 模拟量输入通道的结构
输入通道的一般结构： 1、并行转换结构
来 自
Байду номын сангаас
采样/保持器
隔离 隔离
放大 转换
执行器
放大 转换
执行器
2、多通道共享D/A转换形式
CPU
保持器
I/O 接口 电路
D/A转换
多路 开关
保持器
7.2 模拟量输出通道接口技术
D/A转换器是模拟量输出通道的主要组成部分，完成数字 量到模拟量的转换。 D/A转换器一般可分类如下：
1）根据输出是电流还是电压，可以分为电压输出型和电流 输出型。
典型的单片机测控系统硬件组成框图
输入/输出通道
通
单
接口
A\D
用
片
多路开关
传感器变送器
生
产
设
外
计
接口
D\A
反多路开关
执行机构
备
设
算
机
接口
开关量输入
或 过
程
接口
开关量输出
7.1 输入/输出通道的结构
输入/输出信号一般有两种类型：一种是随时间 连续变化的物理量，称为模拟信号；一种是只有开 和关(或1和0)两种状态的量，称为开关量。因此计 算机控制系统中，输入/输出通道分模拟量通道和数 字量通道两类。
曲线之间的最大偏差。
4. 建立时间：建立时间是描述D/A转换速率快慢的一个 重要参数。
7.2.2并行DAC及接口技术
DI0～DI7 ILE
输入
DAC
D/A
寄
寄
转
存
存
换
器
器
器
LE1
LE2
CS WR1 WR2 XFER
DAC0832
VREF Rfb Iout1 Iout2 AGND
Vcc DGND
1 引脚说明：